一种节能定子的安装方法与流程

1.本发明涉及船相关技术领域，具体而言，涉及一种节能定子的安装方法。


背景技术：

2.目前航运船舶为了提高运输效率，减少能量损耗，使用各种节能装置来改善螺旋桨入流的均匀性，并产生预旋流动，降低螺旋桨尾流能量损失，以达到节能效果，常规商船的节能定子的安装，采用分片制作、分片安装的方式，即节能定子分片制作成型，待尾轴壳铸钢件焊接完成之后分片进行结构件安装，即在尾轴分段完工后再进行安装，前置定子的若干个独立的翼型鳍状叶片分别围绕在尾轴壳上安装，每一个定鳍叶片根据各自的x轴面角度和鳍顶基线面双向角度，安装固定在尾轴毂上，于螺旋桨前侧位置构成一个整体的节能装置，达到稳流节能的设计要求，由于尾轴分段一般为平造，尾轴管垂直于平台面，尾轴壳在空中位置，此时再来安装节能定子需要吊车配合，由于尾轴壳铸钢件线型复杂，每一个定鳍叶片安装时极难选取合适的参照基准，难以控制倾角及尺寸精度，因此难以控制定鳍叶片的安装精度。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种节能定子的安装方法，来提高叶片安装的精度。
4.本发明的技术方案是这样实现的：
5.一种节能定子的安装方法，节能定子包括若干个叶片，所述叶片安装于尾轴壳上，所述安装方法包括以下步骤：
6.a1:搭建样板平台，并在所述样板平台上画出所述叶片的定位线；
7.a2:将所述样板平台与所述尾轴壳安装在一起；
8.a3:将所述叶片以所述样板平台的定位线为参照定位安装于所述尾轴壳上。
9.进一步的，所述样板平台的搭建方法为：选取一个水平的基准面，将所述尾轴壳倒置于所述基准面上至水平状态，在距离所述基准面设定距离的位置搭建样板平台。
10.进一步的，所述基准面为平台面或者平地面。
11.进一步的，根据步骤a1所述的定位线的画法包括以下步骤：
12.b1:在所述样板平台上画十字线，根据所述十字线找出所述样板平台的圆孔中心，并做方位标记；
13.b2:在步骤b1所述的十字线上根据所述叶片设定的安装位置所在的角度画出角度线；
14.b3:根据步骤b2所述的角度线画出所述叶片的定位线。
15.进一步的，在步骤a1所述的样板平台上画出若干个防倾肘板标记线，用于安装防倾肘板。
16.进一步的，在所述叶片安装于所述尾轴壳上之前完成以下步骤：
17.c1:确定所述尾轴壳端面的轴系中心线并标记为上下中心线和左右中心线；
18.c2:确定尾轴壳后端面的理论切削余量；
19.c3:做步骤c1所述的上下中心线和左右中心线的十字样冲标记以及所述尾轴壳对应所述尾轴壳的外壳上的样冲标记；
20.c4:将所述尾轴壳端面的轴系中心线点驳到步骤b1所述的样板平台的圆孔中心处，并做好样冲点标记；
21.c5:根据步骤c4完成拼接后重新划线复核所述样板平台上的所述定位线和所述防倾肘板标记线的位置。
22.进一步的，根据步骤c3所述尾轴壳上的所述样冲标记找出所述尾轴壳的中心。
23.进一步的，将所述叶片安装于尾轴壳时包括以下步骤：
24.d1:将所述尾轴壳翻身，使所述尾轴壳的尾端面朝下并找平，将所述平台样板移动至所述尾轴壳上端进行高度初步定位，再以所述尾轴壳的尾端面为基准对所述样板平台进行高度准确定位，使所述基准面的高度达到设定距离；
25.d2:将步骤d1中所述样板平台定位后并固定，在所述样板平台固定后，将步骤c4中所述的样板平台的圆孔中心与所述尾轴壳的中心对齐，并复核所述样板平台的水平度及步骤c5中所述样板平台上的所述定位线和所述防倾肘板标记线的位置；
26.d3:根据步骤d2中所述的样板平台上的所述防倾肘板标记线先行定位安装防倾肘板，再根据所述样板平台上的所述定位线对所述叶片进行定位安装；
27.d4：根据步骤d3中对所述叶片进行定位安装时，将所述叶片从外圈推向所述尾轴壳，根据所述防倾肘板的线型实时调整所述叶片的位置并修割所述叶片理论切削余量，最终实现所述叶片的定位安装。
28.进一步的，根据步骤d3中所述的防倾肘板标记线将所述防倾肘板定位安装在所述样板平台的下面部或线型较大的一侧。
29.进一步的，根据步骤d4中将所述叶片从外圈推向所述尾轴壳时，应将所述叶片放置在所述定位线上，再将所述叶片沿所述定位线向所述尾轴壳移动，所述叶片边移动边切割，直至所述叶片直边长度数据达到设定的数值为止，并用所述防倾肘板检验所述叶片的角度，待所述叶片到位后点焊固定，并校核所述叶片的安装精度。
30.本发明的有益效果是：
31.本技术叶片在安装于尾轴壳时，通过搭建样板平台并在样板平台上画出叶片安装的定位线，叶片以样板平台的定位线为参照基准定位安装于所述尾轴壳上，提高叶片安装的精度。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1为本发明实施例1第一样冲点和第二样冲点在叶片上的位置的结构示意图；
34.图2为本发明实施例1在样板平台上画十字线的结构示意图；
35.图3为本发明实施例1在十字线上画角度线的结构示意图；
36.图4为本发明实施例1在十字线上画叶片的定位线的结构示意图；
37.图5为本发明实施例1防倾肘板定位图；
38.图6为本发明实施例1叶片安装于尾轴壳之前的结构示意图；
39.图7为本发明实施例1叶片安装于尾轴壳时边移动边切割的结构示意图；
40.图8为本发明实施例1叶片安装于尾轴壳后的结构示意图。
41.附图标记：
[0042]1‑
叶片；2
‑
尾轴壳；3
‑
样板平台；4
‑
基准面；5
‑
理论切削余量；6顶端面理论线；7
‑
第一样冲点；8
‑
第二样冲点。
具体实施方式
[0043]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0044]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0045]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0046]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0047]
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0048]
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0049]
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0050]
实施例1
[0051]
本实施例提供一种节能定子的安装方法，节能定子由五个定子结构组成，该定子结构即为叶片1，五个叶片1分别编号为p1、p2、s1、s2、s3。
[0052]
节能定子为叶片结构，到厂状态为单个叶片结构，叶片1的整体重量约为7吨，每个独立的叶片1需要安装在尾轴壳2上，尾轴壳2的材质为铸钢件，叶片1安装在尾轴壳2上能够改善螺旋桨入流的均匀性，并能够产生预旋流动，降低螺旋桨尾流的能量损失，以达到节能效果。
[0053]
现有技术常规商船中的节能定子的安装，采用分片制作、分片安装的方式，即节能定子分片制作成型，待尾轴壳2铸钢件焊接完成之后分片进行结构件安装，即在尾轴分段完工后再进行安装，难以控制叶片1的安装精度，而本技术节能定子安装的原则为：节能定子先安装在尾轴壳2上，再与尾轴分段进行合拢安装，这样能够方便安装，提高安装效率。
[0054]
节能定子在安装时需要保证叶片1的安装精度，节能定子的安装方法大体上包括以下步骤：
[0055]
(1)搭建样板平台3，并在所述样板平台3上画出所述叶片1的定位线；
[0056]
(2)将所述样板平台3与所述尾轴壳2安装在一起；
[0057]
(3)将所述叶片1以所述样板平台3的定位线为参照定位安装于所述尾轴壳2上。
[0058]
样板平台3的具体搭建方法为：选取基准面4，将尾轴壳2倒置于基准面4上至水平状态，在距离基准面设定高度的位置根据样板搭建样板平台3。
[0059]
值得注意的是，平台或者平地都可以作为基准面4，只要能够保证水平即可。
[0060]
对节能定子的叶片1的要求：叶片1在生产完工后，需在叶片1顶端面理论线6上和侧端面中心的第一样冲点7、第二样冲点8，用于节能定子分段安装定位，第一样冲点7、第二样冲点8的深度均为2mm(详见图1)，在图1中的左上方放大了第一样冲点7的所在位置，并在图1的右下方放大了第二样冲点8的所在位置(便于理解)。
[0061]
叶片1安装的定位线的画法包括以下步骤：
[0062]
(1)在样板平台3上画十字线(十字线的每一段长度建议不小于2500mm)，根据十字线找出样板平台3的圆孔中心，并做好方位标记(ps、sb、bot、t)，详见图2；
[0063]
(2)在十字线上根据叶片1设定的安装位置所在的角度画出角度线，具体五个叶片1(p1、p2、s1、s2、s3)设定的位置已经在图3上用标注的方式将角度标注出来，详见图3；
[0064]
(3)再根据角度线画出叶片1的定位线，详见图4。
[0065]
值得注意的是，在样板平台3上定位线要求通过全站仪进行二次划线校核样板平台3上的划线位置。
[0066]
根据节能定子的自身性质在样板平台3上画出若干个比较典型的防倾肘板标记线，防倾肘板标记线能够方便防倾肘板在样板平台3上安装，详见图5，图5为防倾肘板定位图。
[0067]
根据尾轴壳2上的样冲标记找出尾轴壳2的中心，并保证样板平台3的圆孔中心与尾轴壳2的中心对齐。
[0068]
叶片1安装条件如下：
[0069]
(1)节能定子与尾轴壳2先组装，尾轴分段预舾装工作结束，尾轴壳2、节能定子组装件与尾轴分段在轴系镗孔之前安装；
[0070]
(2)轴系预找中：确定尾轴壳2端面的轴系中心线并标记为上下中心线和左右中心线；
[0071]
(3)确定尾轴壳2后端面的理论切削余量5；
[0072]
(4)做好上下中心线和左右中心线的十字样冲标记以及尾轴壳2对应外壳上的样冲标记；
[0073]
(5)使用全站仪将尾轴壳2端面的轴系中心线点驳到样板平台3上的圆孔中心处，并做好样冲点标记；
[0074]
(6)拼接后通过全站仪重新划线复核样板平台3上的定位线和防倾肘板标记线的位置。
[0075]
叶片1在安装时包括以下步骤：
[0076]
(1)将尾轴壳2用吊车吊起翻身，尾轴壳2的尾端面朝下并找平，将平台样板吊装至尾轴壳2上端进行高度初步定位，该高度为500mm左右，使该高度接近设定距离，再使用全站仪以尾轴壳2的尾端面为基准对样板平台3进行高度准确定位，保证尾轴壳2的尾端面距离样板平台3达到设定距离，设定距离为508mm(包含尾轴壳2端面加工余量15mm)；
[0077]
(2)将样板平台3定位后并焊接固定，样板平台3固定后根据样冲标记对准尾轴壳2的中心与样板平台3的圆孔中心，并复核样板平台3的水平度及样板平台3上定位线和防倾肘板标记线的位置；
[0078]
(3)根据样板平台3上的防倾肘板标记线先行定位安装防倾肘板，再根据样板平台3上叶片1的定位线进行叶片1的安装定位，将叶片1从外圈推向尾轴壳2，根据防倾肘板线型实时调整叶片1的位置并修割叶片1理论切削余量5，最终实现叶片1的安装，详见图6
‑
图8，图6为叶片1安装于尾轴壳2之前的结构示意图，图7为叶片1安装于尾轴壳2时边移动边切割的结构示意图，图8为叶片1安装于尾轴壳2后的结构示意图。
[0079]
当叶片1定位好校核精度后，按照相关焊接工艺施工、检查。
[0080]
值得注意的有如下：
[0081]
(1)节能叶片1定位及焊接顺序依次按照s1、p1、s2、p2、p3；
[0082]
(2)将防倾肘板按照防倾肘板标记线定位最好安装在样板平台3的下面部或线型较大的一侧，也应当适当增加一些辅助结构，使叶片1斜放时，能安全稳定；
[0083]
(3)将叶片1从外圈推向尾轴壳2时，应将叶片1放置在定位线上，再将叶片1沿定位线向尾轴壳2移动，叶片1边移动边切割以修割叶片1理论切削余量5，直至叶片1直边长度数据到设定的数值为止，并用防倾肘板检验叶片1的角度，待叶片1到位后点焊固定，并使用全站仪校核精度；
[0084]
(4)定位结束后，通过全站仪测量洋冲点确认叶片1的长度及角度；
[0085]
(5)将节能定子与尾轴壳2连接焊缝打磨光顺，并完成探伤工作，然后进行报验。
[0086]
需要说明的是：本实施例中的全站仪只是其中一种测量工具，并不仅限于这一种，其它能够实现其作用的测量工具也能用于本实施例。
[0087]
焊接时应注意：
[0088]
(1)节能定子与尾轴壳2焊接；
[0089]
(2)节能定子的叶片1内隔板与尾轴壳2角焊缝的焊接；
[0090]
(3)节能定子安装焊接过程中，要严密监测焊接变形情况，烧焊期间必须随时监控尾端中心线的变化量，中心偏移量应控制在5mm以内，如果发现偏移量超过5mm时，应立即采取措施进行纠偏。
[0091]
叶片1与尾轴壳2的焊接工艺要求：
[0092]
(1)定位焊长度为100mm，如在焊前或焊接过程中定位焊缝崩裂或有不可接受缺陷，要刨去崩裂定位焊缝，重新装配、定位焊后，再进行焊接。
[0093]
(2)对垂直方向的角焊缝，焊接时应采用上行焊，不允许下行焊。
[0094]
(3)所有角焊缝末端都必须进行包角焊接。
[0095]
(4)焊接前检查坡口清洁、定位焊质量、坡口两边缘50mm范围内是否有铁锈、垃圾等污物。
[0096]
(5)定位焊或正式焊接前，待焊区域应预热，要求如下：
[0097]
(6)预热范围为焊接区及两侧200mm；
[0098]
(7)含有铸钢件的焊接接头预热温度为100℃～120℃；
[0099]
(8)不含铸钢件的焊接接头，板厚≥38mm的预热温度应≥65℃；
[0100]
(9)预热后要求在同一预热周期内施焊结束；
[0101]
(10)焊接返修的预热温度为≥120℃。
[0102]
(11)对于多层多道焊，为防止裂纹产生，打底层焊接结束后第二层要立刻盖上去，整个焊接过程中，层间温度应控制在200℃左右；
[0103]
(12)当焊接全熔透(双面)角焊缝时，在焊接另一面前应进行碳刨，碳刨深度最小为3mm，但必须碳刨到焊缝金属。
[0104]
热处理要求如下：
[0105]
(1)焊接结束后，与尾轴壳2铸钢件连接的焊缝应立即进行后热处理，后热处理采用电加热片覆盖保温面局部加热的方式，后热处理温度为200℃～250℃，保温时间至少2小时，升温及降温速率控制在100℃每小时以下，然后用保温棉覆盖缓慢冷却至环境温度；
[0106]
(2)自然冷却24小时后，检查与铸钢件相连接的焊缝区域及铸钢件是否有开裂等缺陷。
[0107]
安全注意事项如下：
[0108]
(1)在狭小空间、密闭空间，通风不良，光线不良等作业环境差的区域施工，需注意增加通风，通道，照明等辅助措施改善作业环境；
[0109]
(2)作业区域的各类构件应确认固定牢固及安全；
[0110]
(3)胎架使用应正确并做好相应稳固措施；
[0111]
(4)高处作业应按规定采取相应安全措施；
[0112]
(5)起重，装配，焊接，火工等作业注意按规定做好安全防护措施。
[0113]
本实施例的技术方案相比于现有技术的有益效果是：
[0114]
现有技术常规商船中的节能定子的安装，采用分片制作、分片安装的方式，即节能定子分片制作成型，待尾轴壳2铸钢件焊接完成之后分片进行结构件安装，即在尾轴分段完工后再进行安装，由于尾轴分段一般为平造，尾轴管垂直于平台面，尾轴壳2在空中位置，此时再来安装节能定子需要吊车配合，安装难度大，并难以控制叶片1的安装精度，而本技术节能定子安装的原则为：节能定子先安装在尾轴壳2上，再与尾轴分段进行合拢安装，安装方式比较方便，叶片1在安装于尾轴壳2时，将样板平台3的定位线为参照基准定位安装于所述尾轴壳2上，并用防倾肘板检验叶片1的角度，提高叶片1安装的精度。
[0115]
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
[0116]
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
[0117]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
[0118]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。